什么是PLC的软元件？

一、理论知识

1、 什么是PLC的软元件？

软元件(内部继电器) 简称元件。PLC内部的编程元件，也就是支持该机型编程语言的软元件，按通俗叫法分别称为继电器、定时器、计数器等，但它们与真实元件有很大的差别，一般称它们为“软继电器”。这些编程用的继电器，它的工作线圈没有工作电压等级、功耗大小和电磁惯性等问题；触点没有数量限制、没有机械磨损和电蚀等问题。它在不同的指令操作下，其工作状态可以无记忆，也可以有记忆，还可以作脉冲数字元件使用。一般情况下，X代表输入继电器，Y代表输出继电器，M代表辅助继电器，SPM代表专用辅助继电器，T代表定时器，C代表计数器，S代表状态继电器，D代表数据寄存器，MOV代表传输等。不同厂家、不同系列的PLC，其内部软继电器（编程元件）的功能和编号也不相同，因此用户在编制程序时，必须熟悉所选用PLC的每条指令涉及编程元件的功能和编号。

FX系列中几种常用型号PLC的编程元件及编号如表所示。FX系列PLC编程元件的编号由字母和数字组成，其中输入继电器和输出继电器用八进制数字编号，其它均采用十进制数字编号。为了能全面了解FX系列PLC的内部软继电器，本节以FX2N为背景进行介绍。见表1-2-1

表1-2-1 FX系列PLC的内部软继电器及编号

图1

图22

⑴ 输入继电器 （X）

PLC的输入端子是从外部开关接受信号的窗口，PLC 内部与输入端子连接的输入继电器X是用光电隔离的电子继电器，它们的编号与接线端子编号一致（按八进制输入），线圈的吸合或释放只取决于PLC外部触点的状态。内部有常开/常闭两种触点供编程时随时使用，且使用次数不限。输入电路的时间常数一般小于10ms。各基本单元都是八进制输入的地址，输入为X000 ～ X007，X010 ～X017，X020 ～X027 。它们一般位于机器的上端。

符号：

图3

⑶ 辅助继电器（M）

PLC内有很多的辅助继电器，其线圈与输出继电器一样，由PLC内各软元件的触点驱动。辅助继电器也称中间继电器，它没有向外的任何联系，只供内部编程使用。它的电子常开/常闭触点使用次数不受限制。但是，这些触点不能直接驱动外部负载，外部负载的驱动必须通过输出继电器来实现。如下图中的M300，它只起到一个自锁的功能。在FX2N中普遍途采用M0～M499，共500点辅助继电器，其地址号按十进制编号。辅助继电器中还有一些特殊的辅助继电器，如掉电继电器、保持继电器等，在这里就不一一介绍了。

图4

⑶ 定时器（T）

在PLC内的定时器是根据时钟脉冲的累积形式，当所计时间达到设定值时，其输出触点动作，时钟脉冲有1ms、10ms、100ms。定时器可以用用户程序存储器内的常数K作为设定值，也可以用数据寄存器（D）的内容作为设定值。在后一种情况下，一般使用有掉电保护功能的数据寄存器。即使如此，若备用电池电压降低时，定时器或计数器往往会发生误动作。

定时器通道范围如下：

100 ms定时器T0～T199， 共200点，设定值：0.1～ 3276.7秒；

10 ms定时器T200～TT[p1] 245，共46点，设定值：0.01～327.67秒；

1 ms积算定时器 T246～T249，共4点，设定值：0.001～32.767秒；

100 ms积算定时器T250～T255，共6点，设定值：0.1～3276.7秒；

⑷ 计数器（C）

FX2N中的16位增计数器，是16位二进制加法计数器，它是在计数信号的上升沿进行计数，它有两个输入，一个用于复位，一个用于计数。每一个计数脉冲上升沿使原来的数值减1，当现时值减到零时停止计数，同时触点闭合。直到复位控制信号的上升沿输入时，触点才断开，设定值又写入，再又进入计数状态。

其设定值在K1～K32767范围内有效。

设定值K0与K1含义相同，即在第一次计数时，其输出触点就动作。

通用计数器的通道号：C0 ～C99，共100点。

保持用计数器的通道号：C100～C199，共100点。

通用与掉电保持用的计数器点数分配，可由参数设置而随意更改。

⑸ 数据寄存器

数据寄存器是计算机必不可少的元件，用于存放各种数据。FX2N中每一个数据寄存器都是16bit（最高位为正、负符号位），也可用两个数据寄存器合并起来存储32 bit数据（最高位为正、负符号位）。

1） 通用数据寄存器D 通道分配 D 0～D199，共200点。

只要不写入其他数据，已写入的数据不会变化。但是，由RUN→STOP时，全部数据均清零。（若特殊辅助继电器M8033已被驱动，则数据不被清零）。

2） 停电保持用寄存器 通道分配 D200～D511，共312点，或D200～D999，共800点（由机器的具体型号定）。

基本上同通用数据寄存器。除非改写，否则原有数据不会丢失，不论电源接通与否，PLC运行与否，其内容也不变化。然而在二台PLC作点对的通信时， D490～D509被用作通信操作。

3） 文件寄存器 通道分配 D1000～D2999，共2000点。

文件寄存器是在用户程序存储器（RAM、EEPROM、EPROM）内的一个存储区，以500点为一个单位，最多可在参数设置时到2000点。用外部设备口进行写入操作。在PLC运行时，可用BMOV指令读到通用数据寄存器中，但是不能用指令将数据写入文件寄存器。用BMOV将 数据写入RAM后，再从RAM中读出。将数据写入EEPROM盒时，需要花费一定的时间，务必请注意。

4） RAM文件寄存器 通道分配 D6000～D7999，共2000点。

驱动特殊辅助继电器M8074，由于采用扫描被禁止，上述的数据寄存 器可作为文件寄存器处理，用BMOV指令传送数据（写入或读出）。

5）特殊用寄存器 通道分配 D8000～D8255，共256点。

是写入特定目的的数据或已经写入数据寄存器，其内容在电源接通时，写入初始化值（一般先清零，然后由系统ROM来写入）。

2、参照例题把下例的电气原理图，写出I/O分配表、画出I/O接线图，并转换成梯形图；并根据I/O接线图接好线。

图5

图6

想要高效快速入门PLC？电气工程师从浅到深讲解PLC软元件常用之处

对于细小的知识还是必须掌握的，毕竟地基决定了高楼的筑起，学习方面亦是同样的道理，今天就跟分享一下关于PLC软元件的详细用处，现在就来给大伙讲解！

状态继电器(S)

状态继电器是编制步进程序的重要软元件，与辅助继电器一样，可以有无数个常开触点和常闭触点，其表示符号为S，按十进制方式编号，如S0~S9、S10~S19、S20~S499等。

状态继电器可分为初始状态、一般型和报警用途型。对于未在步进程序中使用的状态继电器，可以当成辅助继电器一样使用。

如图所示，当X001触点闭合时，S10线圈得电（即S10继电器状态为NO），S10常开触点闭合。状态继电器主要用在步进顺序程序中。

未在步进程序中使用的状态继电器可以当成辅助继电器一样使用

三菱FX系列支持的状态继电器如图表所示

定时器（T）

定时器是用于计算机时间的继电器，它可以有无数个常开触点和常闭触点，其定时单位有1ms、10ms、100ms三种。定时器表示符号为T，编号也按十进制，定时器分为普通型定时器(又称一般型)和停电保持型定时器(又称累计型或积算型定时器)。

普通型定时器和停电保持型定时器的区别说明图

一般型定时器的使用(a)

(a)图中的定时器T0为100ms普通型定时器，其设定值为123（123*0.1s=12.3s）。当X000触点闭合时，T0定时器为ON，开始计时，如果当前计时值未到123时T0定时器输入变为OFF（X000触点断开），定时器T0马上停止计时，并且当前计时值复位为0，当X000触点再闭合时，T0定时器重新开始计时。

当计时值达123时，定时器T0的状态值变为ON，T0常开触点闭合，Y000线圈得电，普通型定时器的计时值达到设定值时，如果其输入仍为ON，定时器的计时值保持设定值不变，当输入为OFF时，其状态值变为OFF，同时当前计时变为0。

停电保持型定时器的使用(b)

(b)梯形图中的定时器T250为100ms停电保持型定时器，其设定计时值为123(123×0.19=12.3)。当X000触点闭合时，T0定时器开始计时，如果当前计时值未到123时出现X000独点断开或PLC断电，定时器T250停止计时，但当前计时值保持，当X000独点再闭合或PLC恢复供电时,定时器T250在先前保持的计时值基础上继续计时，直到累积计时值达到123时，定时器T250的状态值变为ON，T250常开触点闭合，Y000线圈得电。

停电保持型定时器的计时值达到设定值时，不管其输入是否为ON，其状态值仍保持为ON，当前计时值也保持设定值不变，直到用RST指令对其进行复位，状态值才变为OFF，当前计时值才复位为0。

计数器

计数器是一种具有计数功能的继电器，它可以有无数个常开触点和常闭触点。计数器分为加计数器和加/减双向计数器。计数器表示符号为C，编号按十进制方式，计数器可为普通型计数器和停电保持型计数器。

三菱FX系列PLC支持的计数器

加计数器的使用

加计数器的使用如图所示,C0是一个普通型的16位加计数器。当X010触点闭合时,RST指令将C0计数器复位(状态值变为OFF，当前计数值变为0),X010触点断开后，X011触点每闭合断开一次(产生一个脉冲)，计数器C0的当前计数值就递增1，X011触点第10次闭合时，C0计数器的当前计数值达到设定计数值10，其状态值马上变为ONC0常开触点闭合，Y000钱圈得电。

当计数器的计数值达到设定值后,即使再输人脉冲,其状态值和当前计数值都保持不变,直到用RST指令将计数器复位。

停电保持型计数器的使用方法与普通型计数器基本相似,两者的区别主要在于:普通型计数器在PLC停电时状态值和当前计数值会被复位,上电后重新开始计数,而停电保持型计数器在PLC停电时会保持停电前的状态值和计数值,上电后会在先前保持的计数值基础上继续计数。

三菱FX系列PC的(20234为加减计数器，这此计数器既可以加计数，也可以减计数，进行何种计数方式分别受特殊辅助继电器M8200~M8234控制，即C200计数器的计数方式受M8200辅助继电器控制，M8200=1(M8200状态为ON)时，C200计数器进行减计数，M8200=0时，C200计数器进行加计数加/减计数器在计数值达到设定值后。

如果仍有脉冲输入，其计数值会继续增加或减少在加计数达到最大值2147483617时，再来一个脉冲，计数值会变为最小值-2147483648,在减计数达到最小值-2147483648时，再来一个脉冲，计数值会变为最大值2147483647所以加/减计数器是环形计数器。

在计数时，不管加/减计数器进行的是加计数或是减计数，只要其当前计数值小于设定计数值，计数器的状态就为OFF，若当前计数值大于或等于设定计数值，计数器的状态为ON。

当X012触点闭合时，M8200继电器状态为ON，C200计数器工作方式为减计数X12触点断开时，M8200继电器状态为OFF，C200计数器工作方式为加计数。当x013触点闭合时，RST指令对C200计数器进行复位，其状态变为OFF，当前计数值也变为0C200计数器复位后，将X013触点断开，X014触点每闭合断开一次(产生一个脉冲)，C200计数器的计数值就加1或减1，在进行加计数时，当C200计数器的当前计数值达到设定值时，其状态变为ON，在进行减计数时，当C200计数器的当前计数值减小到小于设定值时，其状态变为OFF。

计数值得设定方式

计数器的计数值可以直接用常数设置，也可以将数据寄存器中的数值设为计数值。a 16位计数器的计数值设定

b 32位计数器的计数值设定

16位计数器的计数值设定如图 (a)所示，C0计数器的计数值采用直接设定方式，直接将常数6设为计数值，C1计数器的计数值采用间接设定方式，先用MOV指令将常数10传送到数据寄存器D5中，然后将D5中的值指定为计数值32位计数器的计数值设定如图 (b)所示。

C200计数器的计数值采用直接设定方式，直接将常数43210设为计数值，C201计数器的计数值采用间接设定方式，由于计数值为32位，故需要先用DMOV指令(32位数据传送指令)将常数68000传送到2个16位数据寄存器D6、D5中，然后将D6、D5中的值指定为计数值，在编程时只需输入低编号数据寄存器，相邻高编号数据寄存器会自动占用。

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